• 제목/요약/키워드: Lysosome

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Autophagy and its regulation by ginseng components

  • Qomaladewi, Nurinanda Prisky;Kim, Mi-Yeon;Cho, Jae Youl
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제43권3호
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    • pp.349-353
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    • 2019
  • Autophagy is the sequential process whereby cell components are degraded, which can occur due to nutrient deprivation. Its regulation has an essential role in many diseases, functioning in both cell survival and cell death. Autophagy starts when mTORC1 is inhibited, resulting in the activation of several complexes to form a cargo that fuses with a lysosome, where it undergoes degradation. In this review, we describe a plant extract that is well known in Korea, namely Korean ginseng extract; we studied how its derivatives and metabolites can regulate autophagy and thus mediate the pathogenesis of certain diseases.

Regulation of Protein Degradation by Proteasomes in Cancer

  • Jang, Ho Hee
    • Journal of Cancer Prevention
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    • 제23권4호
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    • pp.153-161
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    • 2018
  • Imbalance of protein homeostasis (proteostasis) is known to cause cellular malfunction, cell death, and diseases. Elaborate regulation of protein synthesis and degradation is one of the important processes in maintaining normal cellular functions. Protein degradation pathways in eukaryotes are largely divided into proteasome-mediated degradation and lysosome-mediated degradation. Proteasome is a multisubunit complex that selectively degrades 80% to 90% of cellular proteins. Proteasome-mediated degradation can be divided into 26S proteasome (20S proteasome + 19S regulatory particle) and free 20S proteasome degradation. In 1980, it was discovered that during ubiquitination process, wherein ubiquitin binds to a substrate protein in an ATP-dependent manner, ubiquitin acts as a degrading signal to degrade the substrate protein via proteasome. Conversely, 20S proteasome degrades the substrate protein without using ATP or ubiquitin because it recognizes the oxidized and structurally modified hydrophobic patch of the substrate protein. To date, most studies have focused on protein degradation via 26S proteasome. This review describes the 26S/20S proteasomal pathway of protein degradation and discusses the potential of proteasome as therapeutic targets for cancer treatment as well as against diseases caused by abnormalities in the proteolytic system.

Identification of LAMP2 mutations in early-onset hypertrophic cardiomyopathy by targeted exome sequencing

  • Gill, Inkyu;Kim, Ja Hye;Moon, Jin-Hwa;Kim, Yong Joo;Kim, Nam Su
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제15권2호
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    • pp.87-91
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    • 2018
  • X-linked dominant mutations in lysosome-associated membrane protein 2 (LAMP2) gene have been shown to be the cause of Danon disease, which is a rare disease associated with clinical triad of cardiomyopathy, skeletal myopathy, and mental retardation. Cardiac involvement is a common manifestation and is the leading cause of death in Danon disease. We report a case of a 24-month-old boy with hemizygous LAMP2 mutation who presented with failure to thrive and early-onset hypertrophic cardiomyopathy. We applied targeted exome sequencing and found a novel hemizygous c.692del variant in exon 5 of the LAMP2 gene, resulting a frameshift mutation p.Thr231Ilefs*11. Our study indicates that target next-generation sequencing can be used as a fast and highly sensitive screening method for inherited cardiomyopathy.

Progress, challenges, and future perspectives in genetic researches of stuttering

  • Kang, Changsoo
    • Journal of Genetic Medicine
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    • 제18권2호
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    • pp.75-82
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    • 2021
  • Speech and language functions are highly cognitive and human-specific features. The underlying causes of normal speech and language function are believed to reside in the human brain. Developmental persistent stuttering, a speech and language disorder, has been regarded as the most challenging disorder in determining genetic causes because of the high percentage of spontaneous recovery in stutters. This mysterious characteristic hinders speech pathologists from discriminating recovered stutters from completely normal individuals. Over the last several decades, several genetic approaches have been used to identify the genetic causes of stuttering, and remarkable progress has been made in genome-wide linkage analysis followed by gene sequencing. So far, four genes, namely GNPTAB, GNPTG, NAGPA, and AP4E1, are known to cause stuttering. Furthermore, thegeneration of mouse models of stuttering and morphometry analysis has created new ways for researchers to identify brain regions that participate in human speech function and to understand the neuropathology of stuttering. In this review, we aimed to investigate previous progress, challenges, and future perspectives in understanding the genetics and neuropathology underlying persistent developmental stuttering.

정상 및 atg5 유전자 제거 섬유아세포에서 자가포식체의 미세구조 및 이들의 정량적 분석 (Ultrastructural analysis and quantification of autophagic vacuoles in wild-type and atg5 knockout mouse embryonic fibroblast cells)

  • 최수인;전푸름;허양훈;이진아
    • 분석과학
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    • 제31권5호
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    • pp.208-218
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    • 2018
  • 자가소화작용은 세포 내 물질들을 이중막 구조의 자가포식체를 형성하여 라이소좀(lysosome)과 융합한 후 이들을 분해시키는 과정이다. 자가소화작용은 유전적, 세포적, 생화학 수준에서 연구가 진행되어왔지만, 자가포식체의 미세구조 분석 및 정량적 분석은 체계적으로 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 먼저, 기초 자가소화작용이 진행되는 환경과 기아상태로 자가소화작용을 유도한 환경의 세포에서 각각 자가포식체 막 형성에 중요한 역할을 하는 ATG5가 결핍된 섬유아세포와 정상 섬유아세포에서의 자가포식체의 미세구조를 비교 관찰 하였다. 정상 섬유아세포에서는 초기 패고포어, 초기 및 후기 자가포식체, 오토라이소좀과 같은 자가포식체의 단계별 미세구조를 확인한 반면, ATG5가 제거된 섬유아세포에서는 이중막 구조가 완성되지 않은 자가포식체 구조가 증가한 것을 확인하여 ATG5가 자가포식체 성숙에 중요한 역할을 함을 다시 한번 검증할 수 있었다. 본 연구를 통해 구축한 자가포식체 미세구조 분석법을 활용하여 확장된 폴리글루타민을 가지는 N-말단 헌팅틴 유전자를 발현시키는 헌팅턴병의 세포학적 모델에서 단계별 자가포식체를 분석하였다. 그 결과, 흥미롭게도 헌팅틴 단백질이 발현된 세포에서 후기 자가포식체가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 헌팅틴 돌연변이 단백질 응집체 제거에 필요한 자가소화작용 활성화를 위해서 자가포식체와 라이소좀의 결합 단계를 촉진하는 것이 효과적일 가능성에 대해서 유추할 수 있었다. 결론적으로 전자현미경을 활용한 자가포식체의 단계별 미세구조 관찰 및 정량 분석이 다양한 인간 질병모델에 적용되고, 자가소화작용과 연관된 병리 메커니즘 연구에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

Telluric Acid가 흰쥐 간조직의 미세구조에 미치는 영향 (Ultrastructural Changes Induced by Telluric Acid in the Rat Liver)

  • 손석주;정영길;조승묵;백태경;최창도;최월봉
    • Applied Microscopy
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    • 제25권4호
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    • pp.83-103
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    • 1995
  • This experiment was carried out to investigate the effects of telluric acid on the histological and fine structural changes in the rat liver. Fischer 344 rats($150{\sim}200gm$) were used in this study as control and experimental groups. Telluric acid(5 mg/100 gm of body weight) suspensed in olive oil was given intraperitoneally to the animals of the experimental group and only olive oil to those of the control group. At the intervals of 3, 6 and 12 hours, 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30 and 60 days after administration, the animals were sacrificed, and livers were obtained from the rats. For light microscopic examination of the liver, sections($5{\mu}m$) were stained with hematoxylineosin(H-E). For electron microscopic examination of the liver, sections were stained with uranyl acetate and lead citrate, finally examined with Zeiss EM 109 electron microscopes. The results obtained were as follows. 1. In the control group, round nucleus. well developed mitochondria, Golgi apparatus, rough endoplasmic reticulum(RER) and numerous glycogen particles were observed in the cytoplasm of the hepatocyte. In the cytoplasmic membranes of the hepatocyte, sinusoidal surface had numerous microvilli and cellular surface is combinated adjacent hepatocyte with desmosomes. The RER cisterns were dilated and zymogen granules were fewer than those of the dark cells. Kupffer cells with irregular nuclear membrane were observed. Fat storing cell and collagenous fiber bundle were observed in the Disse space. 2. Kupffer cell, inflammatory cells in the connective tissue of hepatic triad and lysosome were increased in the 3, 6, and 12 hour experimental group comparing with that of the control group. 3. In the 1 day experimental group, infiltration of inflammatory cells in interlobular connective tissue, dilatation of sinusoidal capillary and increasing of Kupffer cell were observed. Atropic change of hepatocyte and aggregation of glycogen particles in the cytoplasm of hepatocyte were observed. In this group, desmosome near bile canaliculi and collagenous fiber bundle in the Disse space were increased comparing with that of the 12 hours experimental group. In the 2 days experimental group, desmosome, lysosome, peroxisome and collagenous fiber bundle were increased comparing with that of the 1 day experimental group. Furthermore, lamellated bodies were also seen in the cytoplasm of the hepatocyte. 4. In 3 and 5 days experimental groups, transformations of hepatic cell cord and degeneration of the hepatocyte were markedly inclosed comparing with the all experimental groups. And damaged RER and mitochondria. collagenous fiber bundle were also inclosed comparing with that of the 2 days experimental group. Autophagosome and fat storing cells with large lipid droplets were also observed comparing with that of the 2 days experimental group. Tight junction and desmosome between the hepatocytes were separated. These degenerating changes were severe through the all experimental groups. 5. In the 10 and 20 days experimental groups, arrangement of hepatic cell cords and cell organelles of hepatocytes were similar to those of the control group. However, aggregation of glycogen particles, dilatation of sinusoidal capillary and infiltration of inflammatory cells remained. 6. In the 30 days experimental group, the tissue findings were similar to those of the control grout. But lamellated bodies in some hepatocytes and lysosome were remained in the cytoplasms of the Kupffer cells. In the 60 days experimental group, these all changes were recovered as the control group. In conclusion, telluric acid would directly induce the degenerative and necrotic changes on the hepatic tissue. However, these changes were perfectly recoverd in the 60 days experimental group as the control group.

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담즙산과 cholesterol 및 phosphatidylcholine이 vacuolar apparatus에 미치는 영향에 관한 미세구조적 관찰 (Some Observations on the Fine Structure of Vacuolar Apparatus Affected by Dehydrocholic acid, Cholesterol and Phosphatidylcholine)

  • 신영철
    • Applied Microscopy
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    • 제26권4호
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    • pp.465-477
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    • 1996
  • 본 연구에서는 담즙산과 cholesterol 및 phospholipid가 흰쥐 간세포내 소기관에 미치는 영향을 조사하여 이들 담즙물의 수송기전을 알아 보고져 하였다. 정상군과 각 실험군에서 관찰된 Golgi장치는 거의가 cis side를 담세관으로 향하고 있었다. 각 실험군에서는 ER과 Golgi 장치 및 용해소체 등 소기관의 수적 증가, 소조의 팽대, budding 등이 관찰되었다. Dehydrocholic acid 투여군에서는 cis Golgi cistern의 선상 팽대을 많이 볼 수 있었는데 공포(vacuole)들은 담세관과 Golgi 장치사이에서 관찰되었으며 ER과 담세관 사이에서도 관찰할 수 있었다. Cholesterol 투여군과 Phosphotidylcholine 투여군에는 Golgi 장치의 모든 소조들이 팽대되어 있었으며 ER 유래의 공포와 용헤소체가 증가되어 있었는데 용해소체의 증가는 특히 cholesterol 투여군에서 현져하였다. 이상의 소견으로 미루어 담즙성분의 분비에 관여하는 주된 세포내 소기관은 ER과 Golgi 장치 및 용해소체로 추정된다. 그러나 dehydrocholic acid는 ER과 cis Golgi 소조 유래의 공포에 의해 분비되며 Cholesterol과 phosphatidylcholine은 ER에서 또는 trans Golgi 소조을 거친 후 용해소체를 통해서 배출될 것으로 추정되는데 특히 cholesterol은 용해소체를 통해서 빈번히 배출될 것으로 생각된다.

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Human Intersectin 2 (ITSN2) binds to Eps8 protein and enhances its degradation

  • Ding, Xiaofeng;Yang, Zijian;Zhou, Fangliang;Hu, Xiang;Zhou, Chang;Luo, Chang;He, Zhicheng;Liu, Qian;Li, Hong;Yan, Feng;Wang, Fangmei;Xiang, Shuanglin;Zhang, Jian
    • BMB Reports
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    • 제45권3호
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    • pp.183-188
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    • 2012
  • Participates in actin remodeling through Rac and receptor endocytosis via Rab5. Here, we used yeast two-hybrid system with Eps8 as bait to screen a human brain cDNA library. ITSN2 was identified as the novel binding factor of Eps8. The interaction between ITSN2 and Eps8 was demonstrated by the in vivo co-immunoprecipitation and colocalization assays and the in vitro GST pull-down assays. Furthermore, we mapped the interaction domains to the region between amino acids 260-306 of Eps8 and the coiled-coil domain of ITSN2. In addition, protein stability assays and immunofluorescence analysis showed ITSN2 overexpression induced the degradation of Eps8 proteins, which was markedly alleviated with the lysosome inhibitor NH4Cl treatment. Taken together, our results suggested ITSN2 interacts with Eps8 and stimulates the degradation of Eps8 proteins.

Cadmium으로 유발된 흰쥐 간독성에 대한 스쿠알렌 효과 (Effects of Squalene on Mouse Liver Toxicity with Cadmium)

  • 김종세;윤중식
    • Applied Microscopy
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    • 제30권2호
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    • pp.141-152
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 $CdCl_2$이 간 미세조직에 일으키는 독성에 대한 50의 억제효과를 연구하는데 있다. 본 실험에서는 총 40마리의 건강한 ICR계 mouse를 사용하였다. 실험군은 먼저 2개군(group A, and B)으로 구분하였다. A군에는 $CdCl_2$(40mg/kg)을 복강투여 하였다. B군에는 SQ (180 mg/kg, 2회/일)과 $CdCl_2$ (4.0 mg/kg)을 동시 복강 투여하였다. 각 군은 24, 48, 72, 96시간째에 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. A군 : 핵막은 24시간대에서 매우 불규칙하게 관찰되었고, 48시간대부터는 대체로 원형을 유지하였다. 사립체는 72시간까지 내강이 파괴된 채로 관찰되었고, 96시간대에는 일부에서만 내강 파괴가 관찰되었다. 과립형질 내세망은 내강이 전 시간대에 걸쳐 팽대된 소견을 보였고, 72시간대부터 층판구조를 형성하였다. 용해소체가 24 시간대부터 세포질에서 관찰되었고, 72시간대부터는 글리코겐이 관찰되었다. 2. B군 : 핵막은 전 시간대에 걸쳐 비교적 규칙적인 형태를 보였다. 사립체는 전반적으로 원형 ,세장형 등 정상적인 형태로 관찰되었다. 과립형질내세망은 48시간군에서 내강이 팽대되었고 층판구조가 일부 분절된 소견을 보였지만, 72시간부터는 전형적인 층판구조가 관찰되었다. 용해소체와 glycogen은 24시간대부터 관찰되었다. 이상의 결과를 종합하면 50이 mouse간세포에 미치는 카드뮴의 독성을 감소시키는 것으로 사료된다.

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Dimethylsulfoxide로 분화시킨 HL-60 세포의 yoxoplasma 파괴 효과 (Toxoplasmacidal Effect of HL-60 Cells Differentiated by Dimethylsulfoxide)

  • 최원영;남호우;유재을
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제26권4호
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    • pp.229-238
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    • 1988
  • HL-60세포에서 Toxoplasma gondii의 in vitro배양과 HL-60세포를 DMSO로 처리하여 과립세포로 분화시킨 세포에서 Toxoplasma에 대한 세포매개성 면역 기능을 검토하였다. 먼저, HL-60 세포를 여러 농도의 DMSO로 처리하였는데, 1.3%(V/V)로 3일간 처리하였을 때, HL-60 세포 의 적정 분화가 이루어졌다. 분화의 정도는 형태적, 생리적, 및 기능적 관점에서 검사되었는데, DMSO를 처리한 경우, 3H-thymidine의 흡입이 감소하는 것으로 보아 DNA 합성이 억제됨을 알 수 있었으며, 기능적으로는 주화성 물질인 FMLP에 대해 이동하는 성질을 보였으며, 형태적으로는 핵1세포질의 비가 큰 promyelocyte에서 작은 비를 갖는 과립 세포로 변화하여 분화를 입증하였다. 이후, HL-60 세포나 DMSO로 분화를 유도한 HL-60 세포와 Toxoplasma를 같이 배양하면서 이들의 관계를 관찰하였다. Lysosome에 선택적으로 흡입되는 형광 물질(acridine orange)로 전처리한 표본은 형광현미경하에 서 관찰하였으며, 다른 표본은 Giemsa로 염색하여 광학 현미경하에서 관찰하여 비교하였다. HL-60 세포에서는 72시간의 배양으로 Toxoplasma가 세포질내에서 증식하여 rosette를 형성하였으며, DMSO로 분화시킨 HL-60 세 포에서는 배양 초기 1시간째에 phagocytosis가 일어났으며 이후 세포내 소화가 이루어져 72시간째에는 lysosome이 원상태로 되돌아오는 것이 관찰되었다. 이상의 결과들로 볼 때, Toxoplnsma의 숙주 세포내에서의 기생 혹은 면역 세포에 의한 감수성에 phagosome 과 Iysosome의 융합이 결정적인 인자임을 알 수 있었으며, 아울러 HL-60 세포에서의 Toxoplasma의 증식 가능성과 DMSO로 분화시킨 HL-60 세포의 Toxoplasma 파괴 효과가 원충 기생충과 숙주의 상호 관계를 규명하는 좋은 모델임을 제시하였다.

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